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目的： 具有分级微/纳米复合形貌的骨内种植体更类似于天然骨组织和细胞外微环境，因此在调节细胞-材料表面相互作用方面具有潜在优势。然而，细胞对该表面形貌的应答和潜在的应答机制并不完全清楚。为了探讨细胞响应分级微/纳米复合形貌的生物学行为及潜在机制，本研究采用直接金属激光烧结（direct metal laser sintering,DMLS）技术制备了具有分级微/纳米复合形貌的钛表面。探究DMLS钛表面分级微/纳米复合形貌在骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs）成骨分化过程中的作用及潜在的表观遗传机制。 方法： 1．通过机械抛光、喷砂酸蚀、直接金属激光烧结技术分别加工制作三组不同表面形貌的钛表面，包括光滑钛组（Ti）、喷砂酸蚀钛组（SLA）和直接金属激光烧结钛组（DMLS）。然后对三组钛表面进行表面形貌、表面亲水性及表面蛋白吸附能力的表征分析。场发射扫描电镜（FE-SEM）观察各组钛表面不同放大倍数下的表面形貌特征；接触角测量仪检测各组钛表面接触角的大小差异；蛋白吸附实验分析各组钛表面的蛋白吸附能力。 2．对各组钛表面进行表征后，在各组钛表面进行BMSCs培养。分别在特定的培养时间检测细胞的早期黏附、细胞活性与增殖情况。通过FE-SEM和激光共聚焦显微镜（CLSM）观察细胞早期黏附的形态和数目；通过CCK-8检测分析细胞在各组钛表面增殖情况；经AO/EB染色后通过CLSM观察各组钛表面增殖细胞的活性与数目。 3．应用体内、体外实验来评估各组钛表面形貌对BMSCs成骨分化的影响。通过体外实验在各组钛表面培养BMSCs，碱性磷酸酶试剂盒（ALP-Kit）检测各组钛表面细胞的碱性磷酸酶活性；实时定量PCR检测成骨相关基因Runx2和骨钙素（OC）的mRNA水平；免疫荧光（Immunofluorescence）和蛋白质印迹法（Western Blot）检测Runx2的蛋白表达水平；通过体内实验建立异位成骨模型检测各组钛表面BMSCs成骨分化情况。 4．探究SLA和DMLS钛表面形貌影响BMSCs成骨分化的潜在表观遗传调控机制。通过免疫荧光和蛋白质印迹法检测BMSCs成骨分化过程中组蛋白H3K4me3蛋白表达水平。通过染色质免疫沉淀（Chromatin immunoprecipitation,CHIP）法检测BMSCs成骨分化早期成骨相关基因Runx2启动子区组蛋白H3K4me3和H3K27me3的水平。 结果： 1.利用机械抛光、喷砂酸蚀和直接金属激光烧结技术成功制备了具有不同表面形貌的钛表面。FE-SEM结果显示了DMLS钛表面具有分级微/纳米复合表面形貌；接触角结果表明DMLS钛表面比SLA和光滑钛表面具有更好的亲水性；蛋白吸附实验结果表明DMLS分级微/纳米复合形貌钛表面更有利于蛋白黏附。 2．钛表面培养BMSCs的FE-SEM和CLSM结果表明，DMLS分级微/纳米复合形貌钛表面更有利于BMSCs伪足的伸展和早期黏附；CCK-8细胞增殖曲线和AO/EB细胞染色结果表明，BMSCs在各组钛表面均具有良好的活性，DMLS钛表面有相对较多的细胞数目，更有利于细胞的增殖。 3．体内、外实验结果均表明，相比于SLA和光滑钛表面，DMLS钛表面分级微/纳米复合形貌更有利于BMSCs的成骨分化。 4．免疫荧光和CHIP结果表明DMLS钛表面细胞内成骨相关基因Runx2启动子区发生组蛋白H3K27快速去甲基化和H3K4me3水平增加，从而促进BMSCs成骨分化。 结论： 本研究结果表明与SLA和光滑钛表面相比，DMLS钛表面分级微/纳米复合形貌具有更好的诱导BMSCs体内、体外成骨分化的能力。其促使成骨相关基因启动子区实现快速地组蛋白H3K27去甲基化和H3K4me3水平增加是促进BMSCs成骨分化的可能机制之一。